4.3精密齿轮传动.ppt

* Applications are diverse and high-tech * Applications are diverse and high-tech 当柔轮固定时， 当刚轮固定时 (2) 当刚轮固定时， ，则 设 ， 优点 高定位精度 (30 arc-sec) Harmonic Drive LLC 30 arc-sec (0.5 arc-min)定位精度 27.72 arc-sec 1波发生器 旋转 = 2 个周期 高传动比 100:1 的例子 #柔轮齿数: 200 #钢轮齿数: 202 传动比 = 200 / (200 – 202) = -100 单级，在线配置 30:1至160:1单级 紧凑 几何是独立的齿轮比 高定位精度的平滑运动 速度脉动～d/dt (位置误差) 振动～ d2/dt2 (位置误差) 扭矩分布在许多齿上 高达30％的齿总是接触的 载荷传输从齿到齿是光滑的 平滑的运动 +/- 5 arc-sec重复精度 连续磨损补偿 高性能维护 远远低于1 arc-min 没有齿隙爬行@2x109 Rev. 没有齿隙爬行 零齿隙 高齿轮比（低转动惯量） 高精度/重复定位精度 允许增加伺服增益 谐波传动齿轮使伺服响应比直接驱动更高 目前尚无谐波减速器的国家标准，不同生产厂家标准代号也不尽相同。设计者也可根据需要单独购买不同减速比、不同输出转矩的谐波减速器中的三大构件并根据其安装尺寸与系统的机械构件相联结。 谐波齿轮传动机构的选择及计算 Aerospace Automation Military Machine Tools Semiconductor Robotics 应用实例 火星探测漫游者 四轮驱动(x6) 四轮转向(x4) 桅杆 (x2) 摄像头(x2) 机械臂(x3) 天线(x2) 工业机器人 机器人手部轴 主要目的：提高机电系统的特性，稳定性、准确性和快速性。尤其是系统的动态特性，从提高动态特性的角度。 设有一小功率电机驱动的二级齿轮减速系统，如图6-9所示。设其总传动比为i。若先假设各主动小齿轮具有相同的转动惯量，各齿轮均近似看成实心圆柱体，齿宽、比重均相同，其转动惯量为，如不计轴和轴承的转动惯量，则根据系统动能不变的原则， 于伺服传动系统，要求起动、停止和逆转快。当力矩一定时，转动惯量越小，角加速度愈大，运转就越灵敏。这样可使过渡过程短、响应快，减小起动功率。 通过分析计算，可以得出下列结论：按折算转动惯量小的原则确定级数和各级传动比时，由高速级到低速级，各级传动比应逐级递增；而且级数越多，总折算惯量越小，但是级数增加到一定数值后，总折算惯量减小并不显著，再从结构紧凑、传动精度和经济性等方面考虑，级数太多是不合理的。另外还要注意高速轴上的惯量对总折算惯量影响最大。 1.机械在稳定运转过程中，等效转动惯量是常值还是变值？在何种情况下是常值？何种情况下为变值？ 由式(10.2.2-2)判断，当机械的组成确定后，构件的质量mi和转动惯量Jsi均为定值，因此Jv值取决于各个速比值。故Jv可能为常值，也可能为变值。????若机械完全由齿轮机构所组成，则速比为常值，故Jv为常值；若机械中包含有连杆机构、凸轮机构等，则各个速比为变值，且为转化件的位置函数，故Jv为变值，并作周期性变化。 2.机械在稳定运转过程中，等效力矩Mv是常值还是变值？其变化规律取决于哪些因素？ 由式(10.2.2-4)判断，Mv既取决于速比，又取决于作用于机械外力的性质，因此Mv一般为多变量的函数。只有在一些特殊情况下，如外力均为常值，Mv可能为常值，也可能为转化件的位置函数。 3.各齿轮近似看成实心圆柱体齿宽和比重均相同,式中,d为齿轮分度圆直径;B为齿宽;γ为比重。 4. 大功率减速传动装置按质量最小原则确定的各级传动比表现为“前大后小”的传动比分配方式。减速齿轮传动的后级齿轮比前级齿轮的转矩要大得多,同样传动比的情况下齿厚、质量也大得多,因此减小后级传动比就相应减少了大齿轮的齿数和质量。 对于小功率传动装置,按质量最小原则来确定传动比时,通常选择相等的各级传动比。在假设各主动小齿轮的模数、齿数均相等的特殊条件下,各大齿轮的分度圆直径均相等,因而每级齿轮副的中心距也相等。这样便可设计成如图2-9所示的回曲式齿轮传动链； 其总传动比可以非常大。显然,这种结构十分紧凑。 在齿轮传动系统中，传动比相当于误差传递系数，对传动精度起缩放作用。因此按传动精度高的原则分配各级传动比时，从高速到低速级，各级传动比也应逐级递增，尤其最末两级的传动比应取大一些，并尽量提